專利名稱：一種利用合成氨的火炬氣體再生產(chǎn)中壓蒸汽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)氰化鈉或生產(chǎn)氯堿的化工企業(yè)尾氣的利用方法，特別涉及到利用以氰化鈉或氯堿尾氣生產(chǎn)合成氨過程中產(chǎn)生的解吸氣、放空氣及不合格原料氣再生產(chǎn)中壓蒸汽的方法。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)氰化鈉或生產(chǎn)氯堿的化工企業(yè)要產(chǎn)生大量的尾氣，傳統(tǒng)的做法是將尾氣排放到大氣中，既浪費(fèi)資源，又造成環(huán)境污染。為利用生產(chǎn)氰化鈉或生產(chǎn)氯堿產(chǎn)生的尾氣，申請人公開了專利號為ZL200710010222.1的“一種利用生產(chǎn)氰化鈉和氯堿尾氣提純氫氣生產(chǎn)合成氨的方法”，該方法將氰化鈉尾氣和/或氯堿尾氣經(jīng)升壓、升溫、除去雜質(zhì)、脫氧處理后，再經(jīng)變壓吸附制得氫氣，用制得的氫氣與氮?dú)庾髟仙a(chǎn)合成氨。但是在利用氰化鈉尾氣和氯堿尾氣生產(chǎn)合成氨的過程中要產(chǎn)生大量的解吸氣，所謂解吸氣是生產(chǎn)合成氨中經(jīng)變壓吸附制對尾氣提純得后，再通過一系列減壓過程和抽真空過程脫附出變壓吸附的雜質(zhì)產(chǎn)生的，含有脫附雜質(zhì)的氣體。以年產(chǎn)2萬噸氫氣的變壓吸附提純裝置為例，大約產(chǎn)生3000Nm3/h的解吸氣(里面含有62%的氫氣，2-3%的一氧化碳及輕烴類可燃?xì)怏w，其它是氮?dú)獾炔豢扇細(xì)怏w)，還有一部分是經(jīng)過二次變壓吸附提純氫氣后產(chǎn)生的解吸氣。此外還有一部分由于生產(chǎn)工藝要求排空釋放的原料放空氣和提純后不合格的原料氣，這幾部分氣體與解吸氣同時(shí)送到火炬燒掉。造成了以火炬為圓心半徑約90米、2. 5萬平方米的土地荒廢，導(dǎo)致能源浪費(fèi)和環(huán)境的二次污染。利用以氰化鈉尾氣和/或氯堿尾氣生產(chǎn)合成氨產(chǎn)生的解吸氣的有效方式之一是將其用作燃料來生產(chǎn)中壓蒸汽。但是使用這類解吸氣作為燃料依然存在諸多需要解決的問題，因?yàn)榍杌c尾氣含有氰化氫氣體成分，首先遇到的問題是存在氰化氫氣體泄漏的危險(xiǎn)。氰化鈉尾氣成分復(fù)雜，其中的氰化氫(HCN)含量為50ppm。我國規(guī)定的職業(yè)接觸極限是
O.3mg/ m3，濃度高于36ppm可至死。因此如果氰化鈉尾氣在工藝流程中即使出現(xiàn)少量泄漏，氰化氫物質(zhì)也會對人和環(huán)境造`成非常有害的影響。氰化鈉尾氣和/或氯堿尾氣生產(chǎn)合成氨產(chǎn)生的解吸氣還含有一定比例的硫化物，如果直接進(jìn)入鍋爐燃燒會使一部分硫化物排到大氣而污染環(huán)境。將解吸氣、放空氣及不合格原料氣作為燃料同時(shí)向鍋爐輸送時(shí)，還需要解決鍋爐燃?xì)鈮毫γ}沖式波動造成的輸送困難。因此，同時(shí)使用氰化鈉尾氣和氯堿尾氣解吸氣、放空氣及不合格原料氣作為燃料來生產(chǎn)中壓蒸汽必須解決脫氰、脫硫和鍋爐燃?xì)鈮毫γ}沖式波動問題，防止氰化氫物質(zhì)在輸送過程少量泄漏對工作人員造成危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種同時(shí)使用解吸氣、放空氣及不合格原料氣作為燃料來生產(chǎn)中壓蒸汽的方法，該方法在利用以氰化鈉或氯堿尾氣生產(chǎn)合成氨的同時(shí)進(jìn)行脫氰、脫硫、脫氧，并附之以解決鍋爐燃?xì)鈮毫γ}沖式波動的裝置，使解吸氣、放空氣及不合格原料氣適合輸送和燃燒的工藝要求。本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題是對脫氰裝置進(jìn)行改造，提高脫氰效率；選擇更好地脫硫、脫氧劑；選擇設(shè)計(jì)適用的解吸氣緩沖器容量。本發(fā)明的技術(shù)方案是將解吸氣、放空氣及不合格原料氣作為燃料，通過下述步驟生產(chǎn)中壓蒸汽將氰化鈉裝置排出的尾氣經(jīng)冷卻后用真空泵抽至脫氰裝置脫除氰化氫，使氰化氫含量s O. 2ppm ;用真空泵將脫氰處理的尾氣抽至脫氨裝置脫去其中的氨，使氨含量^ 5ppm ;用真空泵將脫氰和脫氨的尾氣抽至脫水裝置脫水，脫水后送脫硫裝置脫去其中微量硫，使硫含量=O. 2ppm ;與壓力為O.1MPa的氯堿裝置排出的尾氣混合后加熱到120°C，送脫氧裝置脫除其中的氧氣，使氧含量=IOppm;再經(jīng)冷卻至彡40°C后送氣柜，將氣柜中的氣體加壓至O. 85MPa，在<40°C條件下送PSA變壓吸附裝置提純氫氣；將變壓吸附提氫裝置吸附塔吸收的雜質(zhì)組分通過逆放和抽真空得到解吸氣；將所述解吸氣、放空氣及不合格原料氣送入燃?xì)饩彌_器進(jìn)行混合，經(jīng)所述緩沖器混合后送至鍋爐生產(chǎn)中壓蒸汽。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)是脫氰裝置采用堿霧噴淋凈化塔，并在出口配有除沫分離器，配套的堿液循環(huán)系統(tǒng)采用一層鼓泡、頂部噴淋凈化、四級吸收，凈化效率可達(dá)95%-98% ；脫氧裝置的脫氧塔為細(xì)高型，高度與直徑比為7:1. 4，填充物為SPH氫氣脫氧催化劑；脫硫裝置使用活性炭精脫硫劑；燃?xì)饩彌_器的容積為110 m3-150 m3，優(yōu)選的容積為120 m3。本發(fā)明的有益效果是將脫氰裝置設(shè)置在整個(gè)工藝流程的前端，既能夠使工藝流程中輸送的尾氣氰化氫含量符合標(biāo)準(zhǔn)，又能夠使作為燃料的解吸氣、放空氣和不合格原料氣符合燃燒要求，工藝流程簡化、裝置建造成本低。既可以使用一種解吸氣，也可以幾種氣體同時(shí)使用；采用較大容積的燃?xì)饩彌_器能夠有效地解決鍋爐燃?xì)鈮毫γ}沖式波動，使解吸氣、放空氣和不合格原料氣能夠充分混合送入鍋爐。因此本發(fā)明能夠有效的利用送入火炬向大氣排放的解吸氣、放空氣和不合格原料氣，實(shí)現(xiàn)了廢物利用，防止了環(huán)境污染。本發(fā)明還進(jìn)一步改進(jìn)了脫氰裝置，選擇了更優(yōu)的脫硫、脫氧劑使脫除效果更好。


圖1是利用合成氨火炬氣體再生產(chǎn)中壓蒸汽工藝流程圖。圖中1第一冷卻器；2泵；3脫氰裝置；4脫氨裝置；5脫水裝置；6脫硫裝置；7加熱器；8脫氧裝置；9第二冷卻器；10氣柜；11壓縮機(jī)；12 PSA變壓吸附提氫裝置(含量99. 99%)； 13 二級PSA變壓吸附提氫裝置(含量99. 999%)； 14合成氨合成工序；15燃?xì)饩彌_器；16鍋爐。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖對本方法作詳細(xì)說明。如圖1所示，將氰化鈉生產(chǎn)裝置排出的尾氣送入第一冷卻器1，冷卻至30°C以下，用水環(huán)真空泵2抽至脫氰裝置3脫除氰化氫，使氰化氫含量S O. 2ppm，脫氰裝置采用堿霧噴淋凈化塔，并在出口配有除沫分離器，配套的堿液循環(huán)系統(tǒng)采用一層鼓泡、頂部噴淋凈化、四級吸收，凈化效率可達(dá)95%-98% ；
脫氰處理后，用水環(huán)真空泵將脫氰處理的尾氣抽至脫氨裝置4脫去其中的氨，使氨含量 ^ 5ppm ；
用真空泵將脫氰和脫氨的尾氣抽至脫水裝置5進(jìn)行脫水。脫水后送脫硫裝置6脫去其中微量硫，使硫含量S O. 2ppm,脫硫裝置使用活性炭精脫硫劑，型號為WT102型活性炭精脫硫劑。將經(jīng)過處理的上述氰化鈉生產(chǎn)裝置排出的尾氣與壓力為O.1MPa的氯堿裝置排出的尾氣混合后送加熱器7加熱到120°C，氰化鈉尾氣與氯堿尾氣的混合比例為4:1。將氰化鈉尾氣與氯堿尾氣的混合后，送脫氧裝置8脫除其中的氧氣，使氧含量^ IOppm0脫氧裝置的脫氧塔為# 1.4X7米細(xì)高型脫氧塔，高度與直徑比為7 :1. 4，即脫氧塔高度為7米，直徑為1. 4米。填充物為=SPH-1型高效脫氧劑，生產(chǎn)廠家是瑞安市耀星氣體凈化劑有限公司。將脫氧后的尾氣經(jīng)第二冷卻器9冷卻至< 40°C后送氣柜10，將氣柜中的氣體通過壓縮機(jī)11加壓至O. 85MPa，在< 40°C條件下送PSA變壓吸附裝置12提純氫氣，氫氣純度為99. 99%，將氫氣與氮?dú)饣旌虾笏椭梁铣砂焙铣晒ば?4生產(chǎn)合成氨。也可以再送二級PSA變壓吸附裝置13進(jìn)行二次變壓吸附提純氫氣，獲得氫氣純度為99. 999%，裝罐后作為商品氣銷售。將兩次變壓吸附提氫裝置吸附塔吸收的雜質(zhì)組分通過逆放和抽真空得到解吸氣，將上述解吸氣、放空氣及不合格原料氣送入燃?xì)饩彌_器15進(jìn)行混合，燃?xì)饩彌_器的容積為110 m3-150 m3，優(yōu)選的容積為120 m3。經(jīng)緩沖器混合后送至氫燃料鍋爐16生產(chǎn)中壓蒸汽。這些蒸汽被送到合成氨合成工序14作為生產(chǎn)合成氨的蒸汽，還可以送到加熱器7用來加熱
尾氣?！?shí)施例1
將氰化鈉生產(chǎn)裝置排出的尾氣送入冷卻器，進(jìn)口氰化氫含量為50ppm，經(jīng)冷卻器冷卻至30°C以下，用水環(huán)真空泵抽至脫氰裝置，脫氰裝置采用堿霧噴淋凈化塔，并在出口配有除沫分離器，配套的堿液循環(huán)系統(tǒng)采用一層鼓泡、頂部噴淋凈化、四級吸收，使用的堿吸收氰根后變成氰化鈉，可供給氰化鈉車間作產(chǎn)品原料使用。出口氰化氫含量S O. 2ppm，凈化效率可達(dá)97. 8% ;送脫氨裝置脫去其中的氨，使氨含量=5ppm ;送脫硫裝置脫去其中微量硫，使硫含量=O. 2ppm ;將氰化鈉生產(chǎn)裝置排出的尾氣與O.1MPa的氯堿裝置排出的尾氣混合，混合比例為4 :1 ;送脫氧裝置脫除其中的氧氣，使氧含量=IOppm ;送氣柜，將氣柜中的氣體加壓至O. 85MPa，在< 40°C條件下送PSA變壓吸附裝置提純氫氣，將變壓吸附提氫裝置吸附塔吸收的雜質(zhì)組分通過逆放和抽真空得到解吸氣，將上述解吸氣、放空氣及不合格原料氣送入燃?xì)饩彌_器進(jìn)行混合，經(jīng)容積為125 m3的燃?xì)饩彌_器混合后，送至功率為8噸/小時(shí)的全自動燃燒氫氣的中壓蒸汽鍋爐生產(chǎn)中壓蒸汽，為合成氨工序和加熱器提供蒸汽。解吸氣作為燃料產(chǎn)生的總熱量為78425MJ/h，每小時(shí)約節(jié)省3. 8噸發(fā)熱量5000大卡/千克的原煤。解吸氣為間歇性氣體，壓力脈動在O. 02MPa-0. 06MPa之間，燃?xì)饩彌_器的容積大于120 m3時(shí)，壓力高可以防空，壓力低可以提壓，可有效消除壓力脈動，可以比較穩(wěn)定地向鍋爐供氣，滿足燃燒氫氣鍋爐的要求。
實(shí)施例2
將氰化鈉生產(chǎn)裝置排出的尾氣經(jīng)冷卻器冷卻至30°C以下，用水環(huán)真空泵抽至脫氰裝置脫除氰化氫，使氰化氫含量g O. 2ppm，脫氰裝置采用堿霧噴淋凈化塔，并在出口配有除沫分離器，配套的堿液循環(huán)系統(tǒng)采用一層鼓泡、頂部噴淋凈化、四級吸收，凈化效率可達(dá)95%-98% ;送脫氨裝置脫去其中的氨，使氨含量至=5ppm ;將脫氰和脫氨的尾氣抽至脫硫裝置脫去其中微量硫，使硫含量=O. 2ppm ;將氰化鈉生產(chǎn)裝置排出的尾氣與O.1MPa的氯堿裝置排出的尾氣混合，混合比例為4 :1。將氰化鈉尾氣與氯堿尾氣的混合后，送脫氧裝置脫除其中的氧氣，脫氧裝置的脫氧塔為# 1.4X7米細(xì)高型，高度與直徑比為7:1. 4。填充物為=SPH-1型高效脫氧劑，生產(chǎn)廠家是瑞安市耀星氣體凈化劑有限公司，使氧含量低于^ IOppm ；送氣柜，將氣柜中的氣體加壓至O. 85MPa，在彡40°C條件下送PSA變壓吸附裝置提純氫氣，將變壓吸附提氫裝置吸附塔吸收的雜質(zhì)組分通過逆放和抽真空得到解吸氣，將上述解吸氣、放空氣及不合格原料氣送入燃?xì)饩彌_器進(jìn)行混合，經(jīng)燃?xì)饩彌_器混合后送至鍋爐生產(chǎn)中壓蒸汽。由于優(yōu)化了脫氧塔和填充物的選擇，將傳統(tǒng)的脫氧塔外形由改為脫氧塔外形為細(xì)高型(# 1.4X7米)，氣體停留時(shí)間增長，反應(yīng)更加充分，與原矮胖型脫氧塔(# 1.6X3.5米)相比，脫氧效果更好。，填充物選擇了 SPH-1型高效脫氧劑，與原來采用的CAN-560型高效脫氧劑相比，性能指標(biāo)能夠滿足細(xì)高型脫氧塔對脫氧劑強(qiáng)度、使用空速、使用壽命等方面的需要。兩種催化劑性能對比見表I。

表I CAN-560型脫氧劑與SPH — I型氫氣脫氧催化劑主要技術(shù)性能指標(biāo)對比
權(quán)利要求
1.一種利用合成氨火炬氣體再生產(chǎn)中壓蒸汽的方法，其特征在于所述火炬氣體包括解吸氣、放空氣及不合格原料氣，將解吸氣、放空氣及不合格原料氣作為燃料，通過下述步驟生產(chǎn)中壓蒸汽將氰化鈉裝置排出的尾氣經(jīng)冷卻后用真空泵(2)抽至脫氰裝置(3)脫除氰化氫，使氰化氫含量=O. 2ppm ;用真空泵將脫氰處理的尾氣抽至脫氨裝置(4)脫去其中的氨，使氨含量S 5ppm ;用真空泵將脫氰和脫氨的尾氣抽至脫水裝置(5)脫水，脫水后送脫硫裝置(6)脫去其中微量硫，使硫含量=O. 2ppm ;與壓力為O.1MPa的氯堿裝置排出的尾氣混合后加熱到120°C，送脫氧裝置(8)脫除其中的氧氣，使氧含量=IOppm;再經(jīng)冷卻至(40°C后送氣柜(10)，將所述氣柜中的氣體加壓至O. 85MPa，在彡40°C條件下送PSA變壓吸附裝置提純氫氣；將變壓吸附提氫裝置吸附塔吸收的雜質(zhì)組分通過逆放和抽真空得到解吸氣；將所述解吸氣、放空氣及不合格原料氣送入燃?xì)饩彌_器(15)進(jìn)行混合，經(jīng)所述燃?xì)饩彌_器混合后送至鍋爐(16)生產(chǎn)中壓蒸汽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用合成氨火炬氣體再生產(chǎn)中壓蒸汽的方法，其特征在于所述脫氰裝置(3)采用堿霧噴淋凈化塔，并在出口配有除沫分離器，配套的堿液循環(huán)系統(tǒng)采用一層鼓泡、頂部噴淋凈化、四級吸收，凈化效率可達(dá)95%-98%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用合成氨火炬氣體再生產(chǎn)中壓蒸汽的方法，其特征在于所述脫氧裝置(8)的脫氧塔為細(xì)高型，高度與直徑比為7:1. 4，填充物為SPH氫氣脫氧催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用合成氨火炬氣體再生產(chǎn)中壓蒸汽的方法，其特征在于所述脫硫裝置(6)使用活性炭精脫硫劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的利用合成氨火炬氣體再生產(chǎn)中壓蒸汽的方法，其特征在于所述燃?xì)饩彌_器(15)的容積為IlOm3-150m3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用合成氨火炬氣體再生產(chǎn)中壓蒸汽的方法，其特征在于所述燃?xì)饩彌_器(15)優(yōu)選的容積為120m3。
全文摘要
一種利用合成氨火炬氣體再生產(chǎn)中壓蒸汽的方法，屬于石油化工利用。該方法將以氰化鈉或氯堿尾氣生產(chǎn)合成氨過程中產(chǎn)生的解吸氣、放空氣及不合格原料氣，通過下述步驟生產(chǎn)中壓蒸汽將氰化鈉尾氣經(jīng)冷卻后通過脫氰裝置脫除氰化氫，使氰化氫含量≦0.2ppm；通過脫氨裝置脫去其中的氨，使氨含量≦5ppm；通過脫硫裝置脫去其中微量硫，使硫含量≦0.2ppm；與氯堿尾氣混合后送脫氧裝置脫氧，使氧含量≦10ppm；再送PSA變壓吸附裝置提純氫氣；將變壓吸附脫氫產(chǎn)生的解吸氣以及放空氣和不合格原料氣送入燃?xì)饩彌_器進(jìn)行混合，經(jīng)所述緩沖器混合后送至鍋爐生產(chǎn)中壓蒸汽。該中壓蒸汽可為合成氨工序和加熱器提供蒸汽。
文檔編號C01B3/50GK103058139SQ20121058769
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者劉慶晨, 安寶均, 劉至柔, 于希華, 朱維國, 安東亮 申請人:營口三征有機(jī)化工股份有限公司